(57)【要約】【課題】使用される軸受を、単列の深みぞ玉軸受から組み合わせの玉軸受に変更し、ラジアル予圧からアキシャル予圧にすることにより、長寿命化を実現するとともに静音効果を上げることができる真空ポンプを提供することである。【解決手段】回転作動するモータ４の偏心軸９とコネクティングロッド１０とが転がり軸受１２を介して同一軸で使用されるダイヤフラム型真空ポンプであって、転がり軸受は、２個以上の接触角を持った玉軸受でアキシャル予圧を与えて使用されることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転作動するモータの偏心軸とコネクティングロッドとが転がり軸受を介して同一軸で使用される真空ポンプであって、
転がり軸受は、２個以上の接触角を持った玉軸受でアキシャル予圧を与えて使用されることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
ダイヤフラム型ポンプであることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は真空ポンプ、詳しくは、真空ポンプにおける軸受の静音化及び長寿命化の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
真空ポンプ（特にダイヤフラム型真空ポンプ）の構造は、一般的に、回転作動するモータの偏心軸とコネクティングロッドが転がり軸受を介して同一軸で使用され、偏心軸の偏心旋回運動をコネクティングロッドが直線運動（往復運動）に変換してダイヤフラムに伝達している（例えば、特許文献１参照）。
コネクティングロッドは、その機構上偏心軸で使われるため、軸受には荷重方向が逆転する正弦曲線的な大きな荷重がかかる。また構造上内輪回転で使用されるが、大きな外輪回転荷重がかかるため、外輪外径とコネクティングロッドの軸連結部内径との嵌め合いはしまりばめで使用されている。また、偏心軸外径とのクリープを避けるために内輪外径との嵌め合いもしまりばめで使用されている。
また、静音化を図るために軸受の運転中のラジアルすきまを若干マイナスになるようにはめあいを設定し、遊んでいる玉を無くして軌道面と玉間で発生する音を小さくするようにしているが、使用する玉軸受としては、深みぞ玉軸受を１個使いで使用しているものが一般的である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１８５４６６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、運転中のラジアルすきまが若干マイナスになるようにはめあいを設定すると、ユーザの使用温度範囲が広い場合、運転中のラジアルすきまがマイナス側に大きくずれ込み、軌道面と玉との接触面圧が大きくなり軸受寿命が異常に短くなるという問題点があった。
また、ラジアル予圧にすると、周囲温度の変化により軸受温度が変化するため予圧管理が非常に難しいという課題があった。
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、使用される軸受を、単列の深みぞ玉軸受から組み合わせの玉軸受に変更し、ラジアル予圧からアキシャル予圧にすることにより、長寿命化を実現するとともに静音効果を上げることができる真空ポンプを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明がなした技術的手段は、回転作動するモータの偏心軸とコネクティングロッドとが転がり軸受を介して同一軸で使用される真空ポンプであって、転がり軸受は、２個以上の接触角を持った玉軸受でアキシャル予圧を与えて使用されることを特徴とする真空ポンプを構成するものとする。
真空ポンプとしては、例えば、ダイヤフラム型ポンプがその代表例として挙げられる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明真空ポンプの一実施形態を図に基づいて説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎずなんらこれに限定して解釈されるものではなく、本発明の範囲内において適宜設計変更可能である。
【０００７】
本実施形態では、真空ポンプの一例として、図１に示すダイヤフラム型真空ポンプを例にとって説明するが、真空ポンプ全般に適用可能である。
図１に示すように、ダイヤフラム型真空ポンプ２は、モータ４の回転軸６に偏心部８（例えば、回転軸６の一部に一体形成された偏心部や、回転軸６に外付けされた偏心カムなどを含める）を設けた偏心軸９と、偏心軸９の偏心旋回運動（矢印Ｍ方向）を直線運動（矢印Ｓ方向の往復運動）に変換するためのコネクティングロッド１０とを備えており、偏心軸９とコネクティングロッド１０とは、転がり軸受１２を介して連結されている。
【０００８】
転がり軸受１２は、２個以上の接触角を持った玉軸受でアキシャル予圧を与えて使用される。組み込まれる転がり軸受１２の一実施形態を図２に示す。
図２に示す転がり軸受１２は、偏心軸９とコネクティングロッド１０との間に組み込まれる複列のアンギュラ玉軸受で、偏心軸９の外径に装着された内輪１４と、コネクティングロッド１０の軸連結部（円環）１１の内径に装着された外輪１６と、内外輪１４，１６間に複列に組み込まれた複数の転動体（玉）１８…，１８…と、これら複列の複数の転動体１８を転動自在に収容する保持器２０とを備えている。
転がり軸受１２は、その構造上、内輪１４が回転するように構成されており、外輪１６は、その外径がコネクティングロッド１０の軸連結部１１の内径に対し嵌合して取り付けられている。
一方、内輪１４は、その内径が、偏心軸９とのクリープを避けるため、偏心軸９の外径に対してしまりばめで取り付けられている。
転がり軸受１２の基本的仕様は図示形態に限定されず、内向き、外向き、内輪分割など本発明の範囲内で設計変更可能である。
また、単列のアンギュラ玉軸受２個を組み合わせた組合せ軸受を使用することも考えられる。
また、アキシャル予圧付与条件も本発明の範囲内で適宜選択される。
【０００９】
この場合、保持器２０によって収容された複数の転動体１８が内外輪（軌道面１４ａ，１６ａ）間で転動することによって、偏心軸９の偏心旋回運動が転がり軸受１２を介してコネクティングロッド１０に伝達され、コネクティングロッド１０が直線運動するようになっている。そして、コネクティングロッド１０の直線運動によって、ダイヤフラム１が揺動し、ハウジング３内が負圧に引かれるようになっている。
【００１０】
ここで、ラジアル予圧をかけて軸受すきまを調整した単列深溝玉軸受と、アキシャル予圧をかけて軸受すきまを調整した複列アンギュラ玉軸受における軸受寿命の比較を図３に示す。図中、実線は単列深みぞ玉軸受、一点鎖線は複列アンギュラ玉軸受を示す。
玉の遊びを無くすにはある程度の予圧荷重をかけておく必要があるが、ラジアル予圧にすると周囲温度の変化により軸受温度が変化するため、予圧管理が非常に難しいことが図３からも確認できる。
【００１１】
また、本実施形態では、保持器２０を樹脂材料からなるものとすることで、音響静音化に供するものとしている。
樹脂材料としては、例えば、ナイロン４６、ナイロン６６、ポリフェニレンサルファイドにグラスファイバを含有させたもの等を適用することができる。
このように、従来金属材料で形成されていた保持器２０を樹脂材料にすることによって、金属同士の高周波の衝突音から金属と樹脂との間の低周波の衝突音に変えて音響を静音化させることができると同時に、音のレベルを小さく（静音化）することができる。
なお、保持器２０は、使用環境や使用目的に応じて任意の種類の保持器を適用することができる。
【００１２】
本実施形態では、転がり軸受内に異物（例えば、粉塵、水、ほこり等）が侵入するのを防止すると共に、潤滑剤の漏れを防止するための密封板についての記載を省略するが、密封板を備えるか否かは本発明の範囲内で適宜選択される。
密封板としては、例えば、内輪に非接触の金属製シールドや、芯金入りのゴム製で且つ内輪に非接触な非接触ゴムシールなど、本発明の範囲内で適宜実施形態に応じた密封板を用いることができる。
【００１３】
転がり軸受１２には、所望な潤滑剤が封入されており、例えば本実施形態ではウレア系グリースが封入されている。この場合、ウレア系グリースとしては、例えば新日本石油株式会社製「ＥＮＳグリース（商品名）」等を適用することができる。
このように、従来封入されていたリチウム系グリースをウレア系グリースにすることによって、転動体１８と内外輪（軌道面１４ａ，１６ａ）との間の滑りを伴う衝突が繰り返されて、転動体１８や内外輪（軌道面１４ａ，１６ａ）における温度が上昇して転がり軸受１２の温度が上昇しても、転がり軸受１２の耐久性を低下させることはなく、長寿命化を図ることができる。即ち、ウレア系グリースは、増ちょう剤としてウレア系化合物を使用しており、リチウム系グリースに比べて滴点（℃）が高く、離油度（％）が小さいため、耐熱性に優れている。この結果、高温環境下での長時間連続使用において、焼きつき寿命を延命化させることができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は、上述の通りであるため、長寿命化を図るとともに静音効果を向上した真空ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明真空ポンプの一実施形態を示す概略全体図。
【図２】本発明に用いられる軸受の一実施形態を示す概略断面図。
【図３】ラジアル予圧とアキシャル予圧の比較を示す図。
【符号の説明】
２：ダイヤフラム型真空ポンプ
９：偏心軸
１０：コネクティングロッド
１１：軸連結部
１２：転がり軸受
１４：内輪
１６：外輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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